AT505868A1 - Greifsystem fur ein lagersystem sowie lagersystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Greifsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. auf ein Lagersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3. Das Lagersystem kann insbesondere ein Apotheken-Lagersystem sein. 5 Bei bekannten derartigen GreifSystemen bzw. Lagersystemen, wie z.B. jenem nach AT 6251 Ul, sind Greifer mit Saugköpfen vorgesehen, die die aus einem Bereich eines Lagers zu entnehmenden Gegenstände ansaugen, anheben und wegtransportieren. Dies kann z.B. mittels eines Knickarm-Roboters oder eines 10 Scara-Roboters erfolgen.

Scara ist die Abkürzung von "Selective-Compliance Assembly Robot Arms" und bezeichnet einen Roboterarm, der in drei Richtungen Translationsbewegungen durchführen kann und außerdem noch eine Rotationsbewegung ausführen kann - also genau 15 wie die menschliche Hand. Solch ein Scara-Roboter wird normalerweise von vier Motoren gesteuert.

Bei dieser bekannten Lösung ergibt sich der Nachteil, dass ein Greifer mit einem Saugkopf nur Gegenstände sicher fassen kann, die eine ebene Oberfläche aufweisen. Kleine Schachteln, 20 wie z.B. Medikamentenpackungen, weisen aber oft ungenau gefaltete Seitenwände auf. Manchmal sind die Seitenwände sogar mit Absicht bombiert. Schließlich kommt es sogar vor, dass die Höhe der Schmalseite geringer ist als der Durchmesser des Saugkopfes. Da aus Platzgründen Medikamentenschachteln meist 25 auf der Schmalseite angesaugt werden müssen, lassen sich solche Gegenstände mit Saugköpfen nur unsicher erfassen. In einem solchen Fall strömt Luft in den Saugkopf, wodurch die Haltekraft des Saugkopfes stark abnimmt. Ein sicheres Halten ist in einem solchen Fall nur durch eine sehr erhebliche 30 Saugleistung des Saugkopfes zu erreichen. Dies erfordert aber einen sehr erheblichen Energieeinsatz.

Es sind natürlich auch schon Greifer bekannt, die den zu greifenden Gegenstand zwischen zwei Backen festklemmen. Wie im Rahmen der vorliegenden Erfindung festgestellt wurde, sind ·· ···· · • · · · · · ··· · · ····· · ···· · · · ·· · · · ·* ··· ··· ·· ·«· · - 2 - solche Greifer für Apotheken-Lagersysteme nur bedingt geeignet, weil dort stark unterschiedlich große und schwere Gegenstände gegriffen werden müssen: von Augentropfen, die nur einige Milliliter enthalten, bis zu Badezusätzen, die 5 mehrere Liter enthalten können. Wenn die Klemmkraft ausreicht, um die schwersten Gegenstände sicher zu greifen und schnell zu bewegen, werden die (idR sehr dünnen) Verpackungen leichter Gegenstände oft schon zerquetscht, was natürlich hässlich aussieht und beim Verkauf von Arzneimitteln nicht 10 gut wirkt.

Zu beachten ist dabei, dass meist nicht das Anheben des Gegenstands das Problem ist, sondern die nachfolgenden Bewegungen des Roboter-Arms, während deren der Gegenstand immer noch klemmend gehalten ist. Man möchte natürlich - da der Kunde 15 auf das Medikament wartet - die Zugriffszeiten bei der Entnahme der Gegenstände aus dem Lager möglichst kurz halten -d.h. die Bewegungen möglichst schnell ausführen. Damit wirken relativ große Beschleunigungskräfte auf die Gegenstände, was dazu führen kann, dass diese.aus den Backen herausgeschleu-20 dert werden.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Greifsystem der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das es ermöglicht, beliebige Gegenstände sicher zu erfassen und schnell zu bewegen, ohne dass ein größerer Energieeinsatz er-25 forderlich ist und ohne dass Gegenstände beschädigt werden.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Greifsystem der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, 30 dass ein beliebiger Gegenstand, der sich an einem vorbestimmten Ort des Lagersystems befindet, zwischen den Backen des Greifers sicher gegriffen und danach bewegt werden kann.

Durch die Ansteuerung des Elektromotors über einen Strombegrenzer wird nämlich die Klemmkraft des Greifers bzw. - 3 - dessen Backen eingestellt, und diese Einstellung erfolgt erfindungsgemäß entsprechend dem Gewicht des zu erfassenden bzw. aus dem Lagersystem zu entnehmenden Gegenstandes. Dadurch werden Schäden an kleinen und leichten zu erfassenden 5 Gegenständen durch eine zu hohe Klemmkraft vermieden - denn diese werden nur mit einer geringen Klemmkraft gegriffen. Andererseits wird die Klemmkraft bei schweren Gegenständen ausreichend hoch gewählt, um ein sicheres Halten und Bewegen des Gegenstandes sicherzustellen. Damit können auch schwere 10 Gegenstände schnell bewegt werden, ohne leichte Gegenstände zu beschädigen.

Unter "Strombergrenzer" wird natürlich jede beliebige Schaltung verstanden, die den maximalen Strom begrenzt; meist wird man den Strombegrenzer durch einen Leistungsverstärker 15 mit eingebauter Strombegrenzung realisieren.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ergibt sich der Vorteil einer einfachen Konstruktion. Außerdem kann die Positionierung des Greifers durch Abgleich der Lage der festen Backe mit einem Anschlag erfolgen, an dem der zu entnehmende Ge-20 genstand anliegt. Die Verwendung eines Linearmotors hat den Vorteil, dass kein Getriebe notwendig ist, sodass die durch den Strombegrenzer vorgegebene Kraft des Motors ohne Verluste auf den verschiebbaren Backen wirkt; bzw. umgekehrt wirkt sich ein Widerstand beim Klemmen viel deutlicher auf den 25 Stromverbrauch des Motors aus. M.a.W.: die durch den Strombegrenzer vorgegebene Klemmkraft ist bei einem getriebelosen Linearmotor ganz erheblich besser reproduzierbar als bei einem herkömmlichen Elektromotor mit Getriebe.

Es ist zweckmäßig, wenn die Backen eine raue, schmirgelpa-30 pierartige Oberfläche aufweisen. Dadurch können Packungen einerseits sicher gegriffen werden, andererseits aber auch wieder sicher freigegeben werden. Andere Materialien, wie z.B. Gummi, erfüllen die zweite Aufgabe nicht zuverlässig, an Gummi bleiben leichte Packungen manchmal haften. ·· ♦··· · ·· ♦··· · • ♦ • # • * ·· • · · · • · ··« · · • ····· • · · · ·· ··· · - 4 -

Bei einem Lagersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4 ist es vorteilhaft, die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 vorzusehen. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist es auf einfache Weise möglich, das Gewicht eines jeden in das 5 Lagersystem eingebrachten Gegenstandes bei dessen Einbringung zu erfassen und dem jeweiligen Gegenstand zugeordnet abzuspeichern. Dadurch kann bei der Entnahme des jeweiligen Gegenstandes dessen Gewicht abgefragt und die Klemmkraft des Greifers mittels einer entsprechenden Begrenzung des dem 10 Linearmotor zugeführten Stroms eingestellt werden. Daher fällt der zusätzliche Zeitaufwand, der zur Ermittlung des Gewichts notwendig ist, bereits beim Einlagern an; der Vorgang des Einlagerns ist aber nicht zeitkritisch. Beim Verkauf, wo der Kunde wartet, steht das Gewicht bereits zur Ver-15 fügung, sodass die Entnahme sehr schnell erfolgen kann.

Es ist zweckmäßig, bei einem erfindungsgemäßen Lagersystem die Merkmale des Anspruchs 5 vorzusehen. Auf diese Weise werden alle eingelagerten Produkte durch die Schwerkraft fixiert: sie rutschen automatisch nach hinten gegen das Aus-20 ziehregal, weil ja das ganze Regal gegenüber der Vertikalen geneigt ist; und sie rutschen entlang der Fächer gegen die Anschläge, weil ja auch die Fächer schräg nach unten geneigt verlaufen. Damit kommt es nicht darauf an, wo genau beim Einlagern der Gegenstand platziert wird, er rutscht automatisch 25 an seine Sollposition und kann somit nachher sicher gegriffen werden. .

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes GreifSystem und Fig. 2 ein Lagersystem, wo dieses GreifSystem 30 zum Einsatz kommen kann.

Das dargestellte Greifsystem weist einen in alle Raumrichtungen verschiebbaren Träger 12 auf, der seinerseits einen im Wesentlichen senkrecht abstehenden Greifarm 13 hält. Auf diesem ist ein Linearmotor 14 gehalten, der eine bewegliche '·· ·*·· · '·· ·*·· · • · • · * · «· • · ··· · · » ····· ► · ♦ ♦ Μ ·♦· φ - 5 -

Backe 15 betätigt. Diese Backe 15 ist in Richtung des Doppelpfeils 11 bewegbar.

Weiters ist auf dem Greifarm 13 eine feste Backe 16 befestigt. Durch entsprechende Betätigung der beweglichen Backe 15 5 wird der Abstand zwischen den Backen 15 und 16 entsprechend vermindert, wodurch ein aus einer Lageranordnung (nicht dargestellt) zu entnehmender Gegenstand entsprechend geklemmt wird und weiter gehandhabt werden kann.

Angesteuert wird der Linearmotor 14 über einen Strombegren-10 zer (nicht dargestellt), der den elektrischen Strom für den Linearmotor 14 entsprechend dem Gewicht des zu entnehmenden Gegenstandes begrenzt, wodurch die Klemmkraft der beiden Backen 15, 16 eingestellt wird. Sobald die Bewegung des Linearmotors 14 durch den zu greifenden Gegenstand blockiert 15 wird, steigt nämlich der Strom stark an, und die Höhe des Stroms, der dann - vom Strombegrenzer vorgegeben - fließt, bestimmt unmittelbar die Haltekraft.

Ein Linearmotor 14 mit entsprechender Begrenzung des Stroms wirkt dabei wie eine Feder mit variabler Zug- oder Druckkraft 20 bzw. wie eine Feder, deren Haltepunkt veränderbar ist.

Das Lagersystem weist ein Regalgestell 5 aus Profilrahmen auf. In diesem Regalgestell 5 sind Ausziehregale 4 auf Schienen befestigt. Sie Schienen sind dabei so angeordnet, dass die Ausziehregale 4 gegenüber einer Vertikalen geneigt sind. 25 Auf den Ausziehregalen 4 sind Fächer 2 angeordnet, was durch eine Blechkonstruktion verwirklicht sein kann. Diese Fächer 2 sind ebenfalls geneigt angeordnet. Diese Fächer 2 weisen Anschläge 3 auf, die durch einfaches Aufbiegen der Blechkonstruktion realisiert sein können. Dadurch ergibt sich in alle 30 drei Richtungen des Raums eine Schräglage, sodass jedes Produkt 1 mit Hilfe der Schwerkraft fixiert ist, d.h. in seine Sollposition rutscht.

Um den Lagerraum optimal zu nützen, ist es natürlich sinnvoll, Ausziehregale mit unterschiedlichen Größen für die ein- ·« • • »» ··♦· • * • *· ·· • • • • • • • • • • ··· • · • • • • • ···· • • • • • • ' · • • - 6 - zulagernden Produkte vorzusehen. Bei Apotheken kommt-man oft mit drei unterschiedlichen Größen aus.

Bei der Einbringung eines Gegenstandes in eine Lageranordnung wird dieser z.B. mittels einer Scannung eines Barcodes 5 identifiziert und in einer Wägezelle (nicht dargestellt) dessen Gewicht ermittelt. Eine große Genauigkeit ist natürlich nicht notwendig. Verwendet werden kann z.B. ein Dehnmessstreifen mit Blechtafel als Messauflage.

Dabei kann auch eine Vermessung der Größe der einzelnen Ge-10 genstände erfolgen, die in die Lageranordnung eingebracht werden sollen, damit die Gegenstände jeweils in das Auszieh^ regal mit der geringsten notwendigen Größe eingelagert werden können. Diese Daten, insbesondere das Gewicht, werden in einer nicht dargestellten Steuerung gespeichert, wie auch der 15 Ort, an dem der Gegenstand in der Lageranordnung abgelegt wird.

Zur Entnahme des Gegenstandes aus der Lageranordnung wird das entsprechende Ausziehregal 4 ausgeschoben und der Träger 12 in eine entsprechende Lage verfahren. Weiters wird die 20 feste Backe 16 zu dem zu entnehmenden Gegenstand gebracht und die bewegliche Backe 15 in einen Abstand von der festen Backe 16 gebracht, der etwas größer als der zu erfassende Gegenstand ist. Anschließend wird der Linearmotor 14 betätigt und die bewegliche Backe 15 gegen die feste Backe 16 bewegt. So-25 bald der zu entnehmende Gegenstand geklemmt ist, steigt der Strom an, bis er vom Strombegrenzer limitiert wird. Da der Strom, den der Strombegrenzer vorgibt, vom Gewicht des Gegenstandes abhängig ist, wird der Gegenstand mit einer dem Gewicht des zu entnehmenden Gegenstandes entsprechenden Kraft 30 geklemmt. Die Klemmkraft ist umso höher, je schwerer der Gegenstand ist, sodass auch schwere Gegenstände sicher geklemmt und rasch bewegt werden können. Der Gegenstand kann nun durch entsprechende Verschiebung des Trägers 12 angehoben, aus dem Regal gezogen und weiter bewegt werden.

Wien, den

Claims (5)

1. ♦ ·· • · ♦ · « • Φ ♦♦ φφφφ · • _#_ Dr. Müllner Dipl.-Ing» Katfccltirlka *C*EGj. Patentanwalts kanzlei Weihburggasse V, P6iftaM*139, A*-1014*WIEN, Österreich Telefon: { +43 (1) 512 24 81 / Fax: a+43 (1) 513 76 81 / E-Mail: e repatent@aon.at Konto (PSK): 1480 708 BLZ 60000 BIC: OPSKATWW IBAN: AT19 6000 0000 0148 07081 480 708 13/0/43445 Metall- und Kunststoffwaren Erzeugungsgesellschaft m.b.H. A-3860 Heidenreichstein(AT) Patentansprüche : 1. GreifSystem für ein Lagersystem, bei dem die zu lagernden Gegenstände eine vorbestimmte Lage vor der Entnahme einnehmen, mit einem einen Greifer (15, 16) haltenden Trägersystem, das zumindest entlang einer Achse ver- 5 schiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer zwei gegeneinander verschiebbare Backen (15, 16) aufweist, die mittels eines Elektromotors (14) bewegbar sind, dass der Elektromotor (14) über einen Strombegrenzer ansteuerbar ist, der den Strom in Abhängigkeit vom 10 Gewicht des zu erfassenden Gegenstandes begrenzt, und dass mit steigendem Gewicht des zu greifenden Gegenstandes der vom Strombegrenzer vorgegebene maximale Strom steigt.
2. 2. Greifsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 15 ein feststehender Backen (16) und ein verschiebbarer Backen (15), der mittels des als Linearmotor (14) ausgebildeten Elektromotors gegen den feststehenden Backen (16) verschiebbar ist, vorgesehen sind.
3. 3. GreifSystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich- 20 net, dass die Backen eine raue, schmirgelpapierartige Oberfläche aufweisen.
4. 4. Lagersystem mit einem Greifsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die einzulagernden Gegenstände vor dem Einlagern, z.B. mittels eines Codes, erfasst und de- 25 ren Lagerplätze festgelegt werden und in einer Steuerung gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wägezelle zum Erfassen des Gewichts eines jeden einzulagernden Gegenstandes vorgesehen ist, die mit der Steuerung verbunden ist, die das jeweilig erfasste Gewicht dem betreffenden Gegenstand zuordnet und abspeichert, sodass dieses Gewicht zur Festlegung des maximalen Stroms bei der Entnahme bereits zur Verfügung steht.
5. 5. Lagersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinander angeordnete, auf Laufschienen aus einem Regalgestell (5) herausziehbare Ausziehregale (4) vorgesehen sind, die in einer gegen die Vertikale geneigten Ebene verlaufen, und dass an den Ausziehregalen (4) übereinander angeordnete, schräg nach unten geneigt verlaufende Fächer (2) vorgesehen sind, an denen in regelmäßigen Abständen Anschläge (3) angeordnet sind. Wien, den 26.Sep.2007